光纤的色散与非线性效应.ppt

SPM效应在高传输功率或高比特率的系统中更为突出。自相位调制（SPM）的产生是由于本信道光功率引起的折射率非线性变化，这一非线性折射率引起与脉冲强度成正比的感生相移，因此脉冲的不同部分有不同的相移，并由此产生脉冲的啁啾SPM会增强色散的脉冲展宽效应。从而大大增加系统的功率代价。010203自相位调制(SPM)自相位调制（SPM）：电场E（z,t）的相位随E2z变化，即：SPM引起的相位变化正比于电场强度E2与传播距离z。02E(Z,t)=Ecos(wot-Boz) 01SPM的特点0504020301交叉相位调制（XPM）的产生是由于外信道光功率引起的折射率非线性变化，导致相位变化相位正比于，其中第一项来源于SPM，第二项即交叉相位调制(XPM)。若E1=E2则XPM的效果将是SPM的两倍。因此XPM将加剧WDM系统中SPM的啁啾及相应的脉冲展宽效应。增加信道间隔可以抑制XPMDSF高速(≥10Gb/s)WDM系统中，XPM将成为一个显著的问题。交叉相位调制(XPM)四波混频(FWM)折射率对于光强的相关性，不仅引起信道中的相移，而且产生新频率分量的信号，这种现象称为四波混频（FWM）三光子混频： w4=w1+w2+w3两光子混频： w4+w3=w1+w2单光子混频： w4+w3=2wp (wp=w1=w2)两束光产生混频两个边带：斯托克斯频率： wS=2w1-w2反斯托克斯频率： wA=2w2-w1FourWaveMixingEffectsFWM的影响有赖于相互作用的信号之间的相位关系。如果相互作用的信号以同样的群速度传播（无色散时就是这种情况），则FWM的影响加强，另一方面，如果存在色散，不同的信号以不同的群速度传播，因此不同光波之间的交替地同相叠加和反相叠加，其净效果是减小了混频的效率。在有色散的系统中，信道间隔越大，群速度的差异就越大。在色散位移光纤中，信道数增加时，会产生更多的FWM项色散位移光纤中的色散值很低，FWM效率要高得多。信道间隔减小时，相位失配减小，FWM效率增加信号功率增加，FWM呈指数增加四波混频的特点01020304仔细选择各信道的位置，使得那些拍频项不与信道带宽范围重叠。这对于较少信道数的WDM系统是可能的，但必须仔细计算信道的确切位置。增加光纤的有效截面，降低光纤中光功率密度。增加信道间隔，增加信道之间的群速度不匹配。但缺点是增加了总的系统带宽，从而要求放大器在较宽的带宽范围内有平坦的增益谱，另外还增加了SRS引起的代价。对于DSF使用大于1560nm的波长。这种方法的思路是：即使对于DSF，这一范围内也存在显著的色散量，从而可以减小FWM的效率。这依赖于L-band的EDFA。05针对不同的波长信道引入延时，从而扰乱不同波长信道的相位关系。降低FWM的措施光纤的色散与非线性效应随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽劣化的程度随数据速率的平方增大决定了电中继器之间的距离光纤的色散模间色散(ModeDispersion)色度色散(CromaticDispersion)偏振色散(PolarizationModeDispersion)色散对传输的限制Material(Chromatic)DispersionThisiscausedbythefactthattherefractiveindexoftheglassweareusingvaries(slightly)withthewavelength.Somewavelengthsthereforehavehighergroupvelocitiesandsotravelfasterthanothers.Sinceeverypulseconsistsofarangeofwavelengthsitwillspreadouttosomedegreeduringitstravel.GroupVelocityDispersion”(GVD)NormalDispersionRegime:thelongwavelengthstravelfasterthantheshortones!Thusaftertravellingonafibrewavelengthsattheredendofthepulsespectrumwillarrivefirst.Thisiscalle